深入剖析NHD - 0216SZ - FSW - GBW字符液晶显示模块

一、模块概述

NHD - 0216SZ - FSW - GBW是Newhaven Display International推出的一款字符液晶显示模块，型号各部分含义明确：“NHD - ”代表Newhaven Display；“0216 - ”表示2行×16字符的显示规格；“SZ - ”为特定型号；“F - ”是半透反射型；“SW - ”指侧面白色LED背光；“G - ”代表STN灰色正显；“B - ”表示6:00最佳视角；“W - ”意味着宽温度范围，并且该模块符合RoHS标准。

文件下载：NHD-0216SZ-FSW-GBW.pdf

二、功能与特性

2.1 基本参数

该模块具有2行×16字符的显示能力，内置ST7066U控制器，采用+5.0V电源供电，工作在1/16 duty、1/5 bias模式，同时满足RoHS合规要求。

2.2 引脚说明

引脚编号	符号	外部连接	功能描述
1	VSS	电源地	提供电源接地
2	VDD	电源	逻辑供电电压（+5.0V）
3	V0	调节电源	对比度供电电压（约0.4V）
4	RS	MPU	寄存器选择信号，RS = 0为命令，RS = 1为数据
5	R/W	MPU	读写选择信号，R/W = 1为读，R/W = 0为写
6	E	MPU	操作使能信号，下降沿触发
7 - 10	DB0 – DB3	MPU	四位低阶双向三态数据总线，4位操作时不使用
11 - 14	DB4 – DB7	MPU	四位高阶双向三态数据总线
15	LED+	电源	背光阳极（通过板载电阻接+5.0V）
16	LED -	电源	背光阴极（接地）

推荐的LCD连接器为2.54mm间距引脚。

三、电气与光学特性

3.1 电气特性

项目	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作温度范围	TOP	绝对最大	-20	-	+70	°C
存储温度范围	TST	绝对最大	-30	-	+80	°C
电源电压	VDD		4.8	5.0	5.2	V
电源电流	IDD	TOP = 25°C	1.0	1.5	2.0	mA
液晶对比度电源	VLCD	VDD = 5.0V	4.3	4.5	4.7	V
“H” 电平输入	VIH		0.7 * VDD	-	VDD	V
“L” 电平输入	VIL		VSS	-	0.6	V
“H” 电平输出	VOH		3.9	-	VDD	V
“L” 电平输出	VOL		VSS	-	0.4	V
背光电源电压	VLED	-	4.8	5.0	5.2	V
背光电源电流	ILED	VLED = 5.0V	20	30	40	mA

3.2 光学特性

项目		符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
最佳视角	顶部	ϕY+	CR ≥ 2	-	40	-	°
	底部	ϕY -	-	60	-	°
	左侧	θX -	-	60	-	°
	右侧	θX+	-	60	-	°
对比度	CR	-	-	2	5	-	-
响应时间	上升	TR	TOP = 25°C	-	150	250	ms
	下降	TF	-	200	300	ms

四、控制器信息

模块内置ST7066U控制器，其详细规格可从http://www.newhavendisplay.com/app_notes/ST7066U.pdf下载。DDRAM地址分配明确，第一行地址为00 - 0F，第二行地址为40 - 4F。

五、指令表

指令	指令代码	描述	270 KHZ执行时间（fosc = ）
清除显示	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1	将“20H”写入DDRAM并将DDRAM地址从AC设置为“00H”	1.52ms
返回主页	0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -	将DDRAM地址从AC设置为“00H”，若光标移动则返回原位置，DDRAM内容不变	1.52ms
输入模式设置	0 0 0 0 0 0 0 1 I/D SH	设置光标移动方向并指定显示移位，在数据读写时执行	37µs
显示开/关控制	0 0 0 0 0 0 1 D C B	D = 1：整个显示开启；C = 1：光标开启；B = 1：闪烁光标开启	37µs
光标或显示移位	0 0 0 0 0 1 S/C R/L - -	设置光标移动和显示移位控制位及方向，不改变DDRAM数据	37µs
功能设置	0 0 0 0 1 DL N F - -	DL：接口数据为8/4位；N：行数为2/1；F：字体大小为5x11/5x8	37µs
设置CGRAM地址	0 0 0 1 - - - - - - AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	在地址计数器中设置CGRAM地址	37µs
设置DDRAM地址	0 0 1 - - - - - - - AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	在地址计数器中设置DDRAM地址	37µs
读取忙标志和地址	0 1 BF - - - - - - - AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0	通过读取BF可知是否处于内部操作，也可读取地址计数器内容	0s
写入数据到地址	1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	将数据写入内部RAM（DDRAM/CGRAM）	37µs
从RAM读取数据	1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	从内部RAM（DDRAM/CGRAM）读取数据	37µs

六、时序特性

6.1 MPU向ST7066U写数据

参数	描述	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
Tc	使能周期时间	Pin E	1200	-	-	ns
TPW	使能脉冲宽度	Pin E	140	-	-	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	Pin E	-	-	25	ns
TAS	地址建立时间	Pins: RS,RW,E	0	0	-	ns
TAH	地址保持时间	Pins: RS,RW,E	10	-	-	ns
TDSW	数据建立时间	Pins: DB0 - DB7	40	-	-	ns
TH	数据保持时间	Pins: DB0 - DB7	10	-	-	ns

6.2 ST7066U向MPU读数据

参数	描述	引脚	最小值	典型值	最大值	单位
Tc	使能周期时间	Pin E	1200	-	-	ns
TPW	使能脉冲宽度	Pin E	140	-	-	ns
TR,TF	使能上升/下降时间	Pin E	-	-	25	ns
TAS	地址建立时间	Pins: RS,RW,E	0	0	-	ns
TAH	地址保持时间	Pins: RS,RW,E	10	-	-	ns
TDDR	数据建立时间	Pins: DB0 - DB7	-	-	100	ns
TH	数据保持时间	Pins: DB0 - DB7	10	-	-	ns

七、内置字体表

模块内置特定字体表，虽文档中呈现形式有限，但可作为字符显示的基础参考。

八、初始化程序示例

8.1 8位初始化

通过一系列命令和延时操作，实现模块的8位初始化，包括唤醒、功能设置、显示和光标设置等。

8.2 4位初始化

同样通过一系列操作，完成4位模式下的模块初始化，涉及数据传输、功能设置等步骤。

九、质量信息与注意事项

9.1 质量测试

模块经过多项质量测试，如高温存储、低温存储、高低温操作、温湿度操作、热冲击抵抗、振动测试和静电测试等，确保其在不同环境下的可靠性。

9.2 注意事项

使用LCD/LCM时，需参考www.newhavendisplay.com/specs/precautions.pdf中的注意事项；保修信息可查看http://www.newhavendisplay.com/index.php?main_page=terms的条款与条件。

在实际设计中，工程师需要根据模块的这些特性和要求，合理进行电路设计和程序编写，以充分发挥该液晶显示模块的性能。大家在使用这款模块时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区交流。